GPS测绘技术在地理信息系统中的运用

徐昇

摘 要：分析GPS测绘技术的本质，确认其是依赖通讯卫星及卫星接收器构成的GPS定位系统，能够有效提高测绘精度，还可简化测绘作业流程。总结地理信息系统中的GPS测绘技术的优势，发现其具有连续性、高效性、轻便易操作3点优势，并以此展开了对GPS测绘技术在地理信息系统中的运用研究，具体涉及了GPS测绘技术在RTK定位、定界勘测、空间分析、定点实物测量、工程控制测量、导航系统及数字测绘中的应用。

关键词：GPS测绘技术；地理信息系统；实践运用

中图分类号：P271                                文獻标识码：A                                    文章编号：2096-6903（2023）11-0087-03

0 引言

GPS技术及全球定位系统是一种依靠定位信息来测量被测对象的具体位置的综合技术。在科技持续发展的过程中，GPS测绘技术能够在简化测绘流程的基础上进一步提高测绘结果的精确度。GPS测绘技术既保留了传统测绘技术的优势，又能够通过空间定位等先进的技术手段，完成快速定位及精准测绘，具有极高的现实意义。相较于传统的依赖于测距仪等基础机械设备展开的测绘工作，GPS测绘技术能进一步提高被测对象的测量精度。GPS测绘的操作简便，受到广泛欢迎，在地理信息系统中也获得了良好的应用效果。

1GPS测绘技术及其特征概述

1.1 GPS测绘技术的定义

GPS测绘依靠GPS定位系统，由通讯卫星和卫星接收器构成，在实际应用中可以直接得到被测对象的三维坐标及具体的时间和导向。GPS测绘可借助卫星定位、空间定位等先进技术，根据待测目标的三维信息的详细参数，绘制出目标地形，达到目前的地质测绘工作要求的较高精准度。GPS测绘以载波相位为核心技术，若加入RTK技术的动态定位功能，能直接将定位的精度提升至厘米级。GPS测绘技术以测量得出的具体数据，直接建立起被测目标的三维模型，以此完成测绘。

1.2 GPS测绘技术的优势

GPS测绘技术可以与电子技术充分融合，利用计算机强大的运算能力，搭载了多项功能。在计算机软件的技术支持下，GPS测绘技术可以将测绘范围扩大至20 km左右，还能够进一步降低测绘工程需要耗费的时间。若基准台与移动台的间距小于1.5 m，那么测绘技术用时可控制在2 min左右。大型或复杂地貌的测绘工作，大多也能被压缩至15 min以内。如无特殊要求，在工作人员使用GPS技术开展测绘时，仅需每日测绘一次，便能够得到被测对象的高程器及其三维坐标等详细数据[1]。

GPS测绘技术在坐标读取方面也有着天然的优势，工作人员可以直接通过系统，读取到对应的坐标数据及相关信息，可以为相关工作人员后续的工作提供精确、详细的数据支持。GPS技术置于网络环境下，能够实现多项信息的实时传输，避免传统人工测绘数据时的数据遗漏等问题，有效提高数据的安全系数及实效性。

2 地理信息系统中的GPS测绘技术优势

地理信息系统可用于采集分析目标空间的数据，能够根据所得结论，直接构建出具体的数据模型，为后续的地理空间管理及规划的工作提供精准的数据支持。目前，地理信息系统的功能已相对完善，其既可有效采集、处理、编辑并储存数据，还可以结合现有的数据内容对空间做出系统分析。地理信息系统将对各项地理信息的管理工作全部交给计算机负责，而计算机可在对应的程序即人工智能技术之下，通过模拟的方式，高速完成各项地理数据的管理工作。在地理信息系统中，GPS测绘技术有如下3点应用优势。

2.1 连续性

GPS测绘技术在地理信息系统中的合理应用，可以在卫星导航与计算机系统的双重作用下，直接获得对应的测量控制网。控制网的基准点为实际的固定基准点，能满足定期测量指定区域数据，并将此类数据统一上传的条件。在一段时间内的固定基准点的连续性数据，会被统一输送至地理信息系统的处理中心，由系统处理中心结合各项数据指标，生成对应的测量标本。它可为日后的测量工作提供更加精准的数据支持，能有效提高测绘效率，也可降低测绘人员的工作压力[2]。

借助GPS技术与地理信息系统，工作人员根据现实情况构建对应的基站，确保基站具备储存多项数据信息的能力，才能保障后续工作的顺利开展。相应工作人员需要有序执行采样工作。在采样期间，获得相对全面完整的数据信息，并将对应数据直接录入系统内部，再结合目前掌握的多项数据，直接构建起被测目标的三维坐标。GPS差分系统包括数据链、流动接收器及接收信号的设备3大部分，确定目标对象后，便可通过直接测量的方式获取相应数据。

2.2 高效性

GPS测绘技术主要用于对某个具体目标的地理位置作出定位。通过详细的卫星测量，可以直接获取该目标对象的三维坐标，并可为后续的测绘工作提供稳定的数据支持。GPS测绘技术与地理信息系统的高度融合，不仅可以有效提高前期定位工作效率，确保数据获取的稳定、全面和连续性，还可以有效提高测量工作自身的精准度及测绘的整体效率，在保障精准测量的基础上，节约测绘时长。

在正式测量时，工作人员需在测绘区域合理布点，再定位测量，使用多台设备共同作业，完成测量工作。相较于传统的测绘技术，GPS测绘技术可以只通过一次测量，便可获得极其精准的三维坐标内容，其工作的效率远远高于需要同时使用两种或两种以上的传统测绘方法。

2.3 轻便易操作

随着现代科学技术的飞速发展，GPS接收器的外形也在不断创新。目前，GPS测绘技术及地理信息系统都朝向更加自动化、智能化的方向发展。随着应用的自动化程序越来越多，GPS接收器能够直接找到各项数据信息中的实际追踪点，执行自动目标锁定追踪并分析，操作简便、易上手。且GPS接收器的外观十分小巧，便于携带。

GPS测绘技术有效弥补了传统测绘技术中的不足。传统测绘的精密度不理想，被测目标与测绘人员间存在障碍物会影响测绘精准度，测绘仪器不具备穿透性能，导致测绘数据不准确等问题，都可被有效解决。GPS测绘技术不仅改善了传统的弊端和问题，还能在此基础上提高工期进度。

3 GPS测绘技术在地理信息系统中的实践运用

3.1 RTK定位

工作人员在勘测地质工程时，将应用GPS测绘技术得来的各项信息与数据上传至地理信息系统中，二者的有效结合能进一步提高整个工程前期地质勘測工作的效率。将被测目标绘制出三维影像，工作人员能够更直观、更清晰地了解现场的地形地貌特征及被测物体的实际情况[3]。

传统的测绘技术难以快速、准确地测出复杂的定位信息及被测目标的定性坐标与高程。GPS技术与地理信息系统的深度结合，可妥善解决这一问题。GPS技术以快速静态和快速动态为基础，能够对被测目标的具体位置实施连续性定位操作，既能实现快速定位，又可以保障整个信息采集过程的精准度。GPS测绘技术在地理信息系统中的RTK定位功能，需要搭配对应的传输流动站。在使用GPS技术完成被测目标的数据测量、数据接收的基础上，将其上传至地理信息系统，由数据处理中心做出统一分析，可确保基站内储存的数据内容均得到高效管理。

在正式使用RTK技术前，工作人员需在对应的目标区域安装GPS接收器，以固定点位为载体，通过GPS卫星跟踪技术，追踪目标对象的实时位置，并对其作出适当调试。卫星观测到的各项数据内容可直接传输至基站，工作人员便可使用接收器终端，对被测目标进行定点监测。基于时差分处理，确定接收器的实际目标及实际高程，能够大幅度提高地质测绘的准确性与全面性。RTK技术还可以帮助基站，将对应的数据观测值及具体的坐标参数直接传输到流动站，流动站负责生成处理储存对应的RTK数据和GPS数据，可以为后续的工作提供精准参考。

3.2 定界勘测

在城镇地籍测量工作中直接使用GPS测量系统，有利于推进城市城镇的建设开发。传统的定界技术需要使用关系距离法、分析法，整个勘测过程极其繁琐，且难以保证最终数据结果的真实性、合理性。正确使用GPS测绘技术，便可有效解决问题[4]。目前，在城镇地籍测量工作中，GPS测绘技术多用于定界。这既能够确保定界勘测工作获取的数据准确，又可以应对规模较大、地形复杂的情况，为地籍界定工作提供更准确的数据保障，也可为建设用地边界及项目审批等工作提供可靠的数据支持。

3.3 空间分析

空间分析是地理信息系统的重点工作，它可以快速收集地球空间内的各项动态信息，并根据实际工作需求，从多项信息中提取重要信息，并加以整合。例如在天气监测时，工作人员便可基于空间分析完成天气监测，进一步提高天气预报的准确性。在使用地理信息系统对空间范围内的数据做出分析时，分析数据的精准度难以保证，而直接应用GPS测绘便可解决上述技术难题。

在对空间数据进行系统分析的基础上，直接使用计算机建立起对应的空间模型，可有效降低数据查阅、数据处理的难度。例如无人机作业便可使用GPS测绘，提前做出空间分析，给无人机提供精准的数据信息后，无人机便可直接按照预设好的路线持续前进。在空间分析下，GPS测绘技术与地理信息系统的融合，直接为无人机提出相应的决策方案。

3.4 定点实物测量

地理信息系统在处理定点实物的测量工作时有较大难度，而合理应用GPS测绘技术，便可以弥补地理信息系统的部分缺陷。GPS测绘技术在多个方面有着较为突出的表现，不仅能够直接测量得到的数据，还能对此作出深入剖析，并根据数据结论绘制出对应图形。

将GPS技术应用于地理信息系统的定点实物测量模块中，可以使地理信息系统朝向更高效、更完整、更有时效性的方向迈进[5]。例如在地质工程测绘工作中，区域内各点高程的经纬度需工作人员再三检验。此时，应用GPS测绘技术，将各个点位合理衔接在一起，并在被测目标区域内绘制空间分布图，便可直接分析出目标区域的具体大小及对应形状，为后续的地质工程设计及施工工作提供具体的三维空间坐标数据。

而在具体测设点位时，GPS技术可以直接获取被测坐标区域内关键点位的高程数据以及维度数据，从而精准获取关键点位的三维坐标值完成定点测试，并建立起三维模型，直接作用于地理信息系统中。

3.5 工程控制测量

在地质工程勘察测绘工作中，控制测量可以直接采集工程区域内的地貌、地形等特征信息，并进行三维刻画。这可以直接帮助地质工程设计人员及施工人员，在短时间内快速了解目标区域的具体地形及地貌条件，并为后续的工程图纸绘制、施工组织安排等工作提供参考依据，有效解决了部分复杂地形的精准高程与三维坐标获取难度大的问题，对工作人员难以涉及的区域进行精准的数据采集。因此，将GPS控制测绘技术应用于工程控制测量中，可以改善并有效解决传统测绘技术的弊端。

3.6 导航系统

地理信息系统可以对测绘得到的数据内容做出对比，在整合数据库的基础上，对组织架构及各类组织要素进行分类，将所有信息集中处理。在GPS测绘技术及地理信息系统的双重作用下，可以实现二维和三维双角度的地理空间图形绘制，充分发挥出GPS测绘技术的精准性、高效性及连续性特征。例如，通过GPS测绘技术和地理信息系统的叠加应用，对某城市湿地公园周边的工业工厂废水排放导致的污染扩散图进行模拟，可直接得出该工厂的污染指标。

GPS测绘技术空间定位功能，能够直接与地理信息系统连接，将采集得来的各项精准数据进行结构化处理，并进行空间描绘和综合分析，发挥出地理信息系统的数字化、智能化优势。GPS测绘技术可以对各项地理信息、地理要素进行精准采集，继而提高空间数据信息的准确性，绘制出导航系统，满足使用者的导航需求。

3.7 数字测绘

GPS测绘与地理信息系统的充分结合，能够为数字测绘系统的建设提供便利条件。GPS测绘和地理信息系统可以在因地制宜的基础上，使用全站仪检测复杂地形条件环下的各项地理信息及其外形图像。地理信息系统可将采集得来的这类信息，直接转化成可视化数据，对全站仪收集的数据信息化处理。

在数据转换时，先选择拓扑建模，再使用叠加分析法，便可直接分析出GPS测绘技术得到的全部数据，并借助深度分析后的最终数据，可辨明空间中的复杂关系。该技术的保密性较强、精度较高，多用于各项精细化工程，如天文台或通信基站。

4 结束语

将GPS测绘技术运用于地理信息系统中，可以给系统提供更加准确且具有连续性的动态化监测数据。在卫星导航的引导下，可以准确地对被检测物体的实时三维数据及一段时间内的移动状况进行精准测量，在RTK定位、定界勘测、空间分析、定点实物测量、工程控制测量、导航系统及数字测绘中均发挥出了极大优势。

参考文献

[1] 刘亮.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].智能城市，2021（13）：57-58.

[2] 王军，贾超.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用思路总结[J].冶金管理，2021（9）：46-47.

[3] 黑文彦.GPS测绘技术在地理信息系统中的应用[J].世界有色金属，2019（05）：297-298.

[4] 魏威.探讨地理信息系统中GPS控制测绘技术的应用[J].科技风，2019（12）：99.

[5] 宋英赫.浅谈GPS测绘技术在地理信息系统中的应用[J].地球，2018（10）：97.